FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA DE CIENCIAS DE LA TIERRA
DEPARTAMENTO DE EXPLOTACIÓN DEL PETRÓLEO
Programa de la Asignatura: MECÁNICA DE FLUIDOS
Clave: 0461 Núm. de créditos: 09
Carrera: ING. PETROLERO
ING. DE MINAS Y METALURGISTA
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 72
Semestre: 5º, 5º
Horas a la semana:
Teoría: 4.5 Obligatoria: SI
Prácticas: Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno explicará los principios, leyes y conceptos fundamentales
que gobiernan el comportamiento de los fluidos y los aplicará al análisis
de fenómenos y solución de problemas de flujo de hidrocarburos, pulpas, agua,
aire comprimido y vapor.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS. 10
II. ESTATICA DE LOS FLUIDOS. 14
III. ANALISIS DIMENSIONAL Y TEORIA DE LOS MODELOS. 5
IV. ECUACIONES FUNDAMENTALES. 14
V. FLUJO EN CANALES. 4
VI. FLUJO EN TUBERIAS. 12
VII. MEDIDORES DE FLUJO. 5
VIII. FLUJO ESTACIONARIO DE FLUIDOS COMPRESIBLES. 4
IX. ARRASTRE EN CUERPOS SUMERGIDOS. 4
72
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
CÁLCULO III
ECUACIONES DIFERENCIALES
TERMODINÁMICA
DINÁMICA
ASIGNATURAS CONSECUENTES :
SISTEMAS INDUSTRIALES TERMODINÁMICOS E HIDRÁULICOS
PERFORACIÓN DE POZOS
PRINCIPIOS DE MECÁNICA DE YACIMIENTOS
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS.
ANTECEDENTES:
Ecuaciones Diferenciales.
Dinámica.
Termodinámica.
OBJETIVO:
El alumno evaluará las propiedades básicas de los fluidos.
CONTENIDO:
I.1. Definición de fluido.
I.2. Ley de Newton de la viscosidad.
I.3. Viscosidad.
I.4. Clasificación de los fluidos.
I.5. Tensión interfacial; variables que influyen en esta
propiedad.
II. ESTATICA DE LOS FLUIDOS.
ANTECEDENTES:
Cálculo III.
Dinámica.
OBJETIVO:
El alumno evaluará las fuerzas que actúan sobre superficies
que se encuentran en un fluido en reposo y sus aplicaciones.
CONTENIDO:
II.1. Presión en un punto.
II.2. Variación de la presión en el seno de un fluido en
reposo; fluidos compresibles e incompresibles.
II.3. Presiones absoluta y manométrica.
II.4. Medidores de presión.
II.5. Aplicaciones.
II.6. Fuerzas sobre superficies planas y curvadas.
II.7. Magnitud y punto de aplicación.
II.8. Traslación y rotación de fluidos confinados.
II.9. Aplicaciones.
III. ANALISIS DIMENSIONAL Y TEORIA DE LOS MODELOS.
ANTECEDENTES:
Cálculo III.
Dinámica.
OBJETIVO:
El alumno aplicará las teorías del análisis dimensional y
de los modelos en el estudio de fenómenos de flujo.
CONTENIDO:
III.1. Análisis dimensional.
III.2. Grupos adimensionales.
III.3. Teoría de Buckinham.
III.4. Semejanzas geométrica, cinemática y dinámica.
III.5. Aplicaciones.
IV. ECUACIONES FUNDAMENTALES.
ANTECEDENTES:
Cálculo III.
Ecuaciones Diferenciales.
Dinámica.
OBJETIVO:
El alumno analizará y resolverá los problemas
de flujo de fluidos usando las ecuaciones fundamentales de
la Física.
CONTENIDO:
IV.1. Ecuación de continuidad.
IV.2. Ecuaciones de cantidad de movimiento y de conserva-
ción de energía.
IV.3. Aplicaciones.
V. FLUJO EN CANALES.
ANTECEDENTES:
Cálculo III.
OBJETIVO:
El alumno aplicará las ecuaciones de Chézy y de Manning en
la solución de problemas de flujo en canales.
CONTENIDO:
V.1. Perímetro mojado y radio hidráulico.
V.2. Ecuaciones de Chézy y de Manning .
V.3. Distribución de velocidad y profundidad crítica.
V.4 Aplicaciones.
VI. FLUJO EN TUBERIAS .
ANTECEDENTES:
Cálculo III.
Dinámica.
OBJETIVO:
El alumno aplicará la teoría de flujo de fluidos en tuberías.
CONTENIDO:
VI.1. Flujo laminar y flujo turbulento; número de Reynolds.
VI.2. Flujo con pérdidas de carga.
VI.3. Ecuación de Bernoulli modificada.
VI.4. Pérdidas de carga por fricción.
VI.5. Pérdidas menores.
VI.6. Ecuación de Darcy y Weisbach.
VI.7. Diagrama de Moody.
VI.8. Ecuación de Poiseuille.
VI.9. Aplicaciones.
VII. MEDIDORES DE FLUJO.
ANTECEDENTES:
Cálculo III.
Dinámica.
OBJETIVO:
El alumno describirá los diferentes aparatos utilizados en la
medición de flujo.
CONTENIDO:
VII.1. Presión estática y presión de estancamiento.
VII.2. Sonda de presión.
VII.3. Disco de Ser.
VII.4. Tubo de Pitot.
VII.5. Tubo de Venturi.
VII.6. Orificios.
VII.7. Aplicaciones.
VIII. FLUJO ESTACIONARIO DE FLUIDOS COMPRESIBLES.
ANTECEDENTES:
Cálculo III.
Termodinámica.
OBJETIVO:
El alumno explicará la teoría termodinámica en la solución
de problemas de flujo de fluidos compresibles.
CONTENIDO:
VIII.1 Flujo isotérmico y flujo adiabático.
VIII.2 Toberas convergente y divergente.
VIII.3 Ondas de choque.
VIII.4 Aplicaciones.
IX. ARRASTRE EN CUERPOS SUMERGIDOS.
ANTECEDENTES:
Cálculo III.
Dinámica.
OBJETIVO:
El alumno explicará la teoría elemental de las fuerzas
de arrastre en cuerpos sumergidos.
CONTENIDO:
IX.1 Coefeciente de arrastre.
IX.2 Ley de Stokes. Ley de impacto.
Velocidad de asentamiento. Depósito de sedimentos.
IX.3 Aplicaciones.
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( )
Lecturas obligatorias (X) Otros:
Trabajo de investigación ( )
Prácticas de taller o laboratorio ( )
Prácticas de campo ( )
Otras:
BIBLIOGRAFIA
Texto Temas de la materia para los que se recomienda:
STREETER, Víctor y WYLIE E. Benjamin TODOS
“Mecánica de fluidos”
McGraw-Hill, 7º ed.
México, 1983
SHAMES J. Irving
“La Mecánica de los fluidos”
McGraw-Hill
México, 1979. III, IV, V
STANDORD M. Bernard TODOS
“Mecánica de fluidos”
Cía. Editorial Continental, S.A., 3º ed.
México, 1983
CONSULTA:
CRANE Co. VI
“Flow of Fluids Through Valves, Fitting
and Pipe”.
Technical Paper Num 410
E.E.U.U., 1972